木材皱缩动力机制的初步探讨——液体张力的测量及外力对皱缩的影响

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:frankxigua
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长期以来,木材皱缩的源动力被认为来自于细胞纹孔膜上微孔凹液面导致的毛细张力。这一毛细张力可达数个兆帕,使木材细胞被压溃。然而植物学和物理学近期的一些研究结果却表明,直接测量到的木质部中液体负压强远低于理论上的估计值,在木质部中可能不存在低于-1MPa的负压强。这些研究结果对木材皱缩机理研究中传统的毛细张力理论提出挑战,有必要用新的视角对毛细张力理论作进一步研究。 本文作为木材皱缩动力机制研究的前期工作,参照前人研究提供的平板玻璃液体张力测量方法,进一步研究凹液面曲率半径与液体张力的关系。试验结果表明,在平板玻璃毛细管凹液面曲率半径差异极大的情况下,测得的平板玻璃间水膜的张力值没有显著差异,水膜张力与水膜凹液面的曲率半径没有必然联系。这对细胞纹孔膜微孔处凹液面毛细张力产生的负压强是木材细胞皱缩源动力、皱缩力的大小与纹孔膜微孔孔径有关的观点提出了质疑。 试验结果还显示,凹液面曲率半径不同但平板玻璃间水膜厚度比较接近时,产生的液体张力差异不显著,液膜张力可能和水膜的厚度有关。此现象有待进一步的深入研究。 本文还选用易皱缩的智利假水青冈,考察了外力作用对木材皱缩的影响。试验结果显示:70℃干燥条件下,饱水试材干燥至纤维饱和点时,0.4MPa的拉应力使木材弦向皱缩量下降了27.7%;已皱缩试件采用90~95℃汽蒸处理,0.4MPa的压应力完全抑制了试件弦向皱缩恢复。试验表明使木材皱缩的最大张力可能并不大,而使皱缩恢复的平均恢复力可能小于0.4MPa。
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